La URSS es una fuente de energía eléctrica modular. Nuestro objetivo es reciclar y reapropiarnos de componentes que de otra forma pasarían a formar parte de la basura electrónica.
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Taller Libre
La URSS es una fuente de energía eléctrica modular. Nuestro objetivo es reciclar y reapropiarnos de componentes que de otra forma pasarían a formar parte de la basura electrónica.
Es como un cargador portátil (o un powerbank) modular y con voltaje regulable.
La URSS está compuesta por:
Una o más baterías de litio-ion
Un protector de descarga
Un módulo de carga
Un regulador de voltaje
Por qué recuperar baterías
Las baterías de las computadoras portátiles de distintas formas, usos y tamaños (notebooks, celulares, tablets, cámaras, etc.) puede que sigan funcionando aún cuando los indicadores del equipo digan lo contrario.
A veces es porque el circuito protector deja de funcionar o, si están compuestas de varias "celdas" (baterías), algunas dejan de funcionar y otras no, con lo que la computadora nos informa que se terminó la vida útil del conjunto, pero no dice nada de sus componentes, que podemos reutilizar.
Una de las razones es porque las baterías y otros componentes están compuestas de minerales raros, que por un lado cuando los tiramos sin más y no existen políticas públicas de reciclado, terminan filtrándose y contaminando el medio ambiente. Por otro lado, se suelen extraer en el sur global a base de explotación de personas y otres animales y destrucción ecológica en general.
La otra razón por la que reciclamos componentes es para demostrarnos que somos capaces de crear nuestras tecnologías, con nuestras políticas y objetivos y que no todas tienen que servir al control y la explotación, sino que pueden acompañar y facilitar nuestra liberación mutua.
Para qué se pueden usar
Las URSS tienen voltaje regulable con lo cual su uso es bastante flexible: para cargar celulares, para encender LEDs, para alimentar otros dispositivos, etc.
Materiales
Batería de notebook en cualquier estado de desuso (de las 6 baterías que puede contener, algunas están rotas, otras no).
Armamos las URSS uniendo tres. También se pueden usar de celular y otros tipos de baterías, mientras sean de Litio y funcionen en 3.7V.
Un protector de descarga, los podemos reciclar de baterías de celular, con lo que al menos necesitaremos una batería de celular. Puede ser una batería rota (de las hinchadas).
Cables de distintos colores (reciclados de una fuente de PC rota). Nos gusta que tengan distintos colores.
Conectores de tipo Mólex (los sacamos de las fuentes de PC)
Módulo de carga TP4056 (también los podemos comprar con protector)
Módulo _Booster DC_ 5V
Módulo _Step Up_ MT3608
Cables USB a mini-USB
Contenedores bonitos (tuppers, cajitas de pastillas, cualquier cosa plástica que proteja y aisle)
Cinta aisladora, film
Termocontraíble
Herramientas necesarias
Alicate
Pinza
Destornillador
Soldadora
Estaño
Apoya-soldadora (puede ser un cacho de alambre, una lata, cualquier cosa que no se derrita y que sostenga la soldadora)
Fibra indeleble (o marcador permanente)
Rescatar las baterías
Rescatamos las baterías que no funcionan de las notebooks. La carcaza está sellada y no hay forma de abrirla. Nosotrxs usamos una morsa, un cincel (en realidad un destornillador plano grande) y un martillo de goma. Puede ser con una dremel (torno de mano) con disco de corte, aunque en nuestro experimento se rompió el disco antes que cortarse la carcaza.
La mejor forma que encontramos fue empezar a cortar por la costura de la carcaza e ir abriendo por el costado. Las baterías están muy pegadas al plástico y si no trabajamos con cuidado las podemos pinchar.
Atención: Las baterías contienen Litio que es inflamable en contacto con el aire. Si las pinchamos como mínimo puede salir humo y como máximo la batería puede explotar o prenderse fuego. Este paso necesita atención y cuidado. Usemos herramientas de protección como guantes de trabajo, anteojos de protección, etc.
Una vez abierta la carcaza, vamos a encontrar 6 baterías de tipo 18650 unidas por chapitas metálicas y un circuito que es el controlador de carga y descarga. El circuito todavía no sabemos cómo reciclarlo, así que por ahora lo guardamos. También tiene uno o varios sensores térmicos que se pueden usar para otros proyectos.
Las chapitas metálicas se pueden cortar para separar las baterías, pero no conviene cortarlas del todo porque es más fácil soldar los cables luego. Si la chapa se despega de la batería todavía podemos soldar limando un poco el contacto, para que pegue el estaño.
Las baterías vienen de distintos colores que no significan nada, pero qué lindos, ¿no? Las podemos combinar, siempre teniendo cuidado de que tengan el mismo voltaje.
Necesitaremos ver cuáles funcionan y cuáles no.
Probar las baterías
Baterías probadas, con el voltaje inicial escrito en fibra indeleble
Con el tester medimos el voltaje de cada una: tiene que ser mayor a 2-2,5 voltios, aunque algunas publicaciones recomiendan entre 3,5 y 4 V. Esto es así porque las baterías indican su carga en un rango entre 2,5 y 3,7-4V. Si la batería se descarga más de eso quiere decir que su vida útil está agotada. Si las usáramos correríamos el riesgo de hacerlas hincharse (como las de celular cuando se rompen) o explotar, aunque hay gente que las "revive", todavía no investigamos esta posibilidad.
Con una fibra indeleble escribimos el voltaje en la misma batería. Las baterías de descarte se pueden guardar para enviar a reciclar (estimamos que las tiran en el camino del Buen Ayre...)
Recuperar el protector de descarga
Protector de descarga reciclado de baterías de celular
Las baterías de Litio indican su estado de carga según el voltaje que son capaces de entregar. Una batería está cargada al 100% cuando entrega 4V. Una batería está descargada al 0% cuando entrega 2-2,5V. Más bajo que eso es peligroso porque la batería se fuerza y puede explotar.
Para eso las baterías tienen un protector de descarga, que es un circuito que mide el voltaje de las baterías y corta la corriente cuando detecta que llegan al voltaje mínimo. El circuito solo vuelve a funcionar cuando detecta carga, o sea cuando se invierte la tensión y la batería recibe corriente en lugar de entregarla.
Podemos comprar algunos o reciclarlos de las baterías de celular, que ya lo tienen incorporado. Incluso existen módulos de carga TP4056 que incluyen protector de descarga.
Las baterías de celular son chatas y en uno de los extremos hay una tira de plástico, generalmente negro, con entre tres y cuatro conectores. Nos interesan solo los que estén marcados como positivos (+) y negativo (-), los otros son de control (y todavía no sabemos para qué los podemos usar).
Para recuperar el protector, con una pinza de punta lo sostenemos y movemos hacia los costados hasta que se afloje. Luego podemos separarlo y vamos a encontrar que está unido a la batería por dos chapitas. Cortamos cada una individualmente con un alicate para separar el protector de la batería. Es muy probable que al separar el protector de la batería se corte una de las chapitas y dejemos de tener acceso, pero no hay problema, porque no la necesitamos.
Luego, de las dos chapitas, tenemos que identificar cual es la positiva y cual la negativa. Si medimos en la batería los pines donde estuvieron conectados los del protector, podemos identificar cuál es cuál. En nuestra experiencia, el pin central es negativo y el del costado es positivo.
Para probar el protector, soldamos tres cables. Uno a cada pin externo marcados como positivo y negativo y un tercero al pin interno del negativo. Como el circuito está puenteado por positivo y solo se protege la tensión negativa, con tres cables es suficiente. (Es probable que al separar el protector de la batería este conector interno se corte.)
Armar el paquete de baterías
Elegimos tres pilas con el mismo voltaje. Si no tienen el mismo voltaje, pero miden más de 2V, podemos cargarlas individualmente con el TP4056 y luego medirlas de vuelta.
Ubicamos las tres pilas "acostadas". Vamos a **conectarlas en paralelo**: los tres lados positivos juntos por un lado y los tres negativos juntos por el otro. Esto es así para que la suma de las tres pilas entregue el mismo voltaje (3.7V) pero sumen su capacidad de carga, es decir 3x1.5A nos da un paquete de baterías de 4.5A (o 4500mA).
Mantenemos las pilas unidas envolviéndolas en cinta aisladora o _film_ plástico. Si se les ocurre un metodo más sexy, pueden probarlo y sumarlo a la documentación. Sabemos que existe termocontraíble de este tamaño e incluso transparente, pero es caro aun con los 12cm. que necesitaríamos.
Unimos las baterías entre sí soldándolas con cables. Recomendamos usar colores que permitan la identificación como negro para negativo y rojo u otro color para positivo. Si cuando separamos las baterías dejamos las chapitas pegadas es más fácil soldar, si las sacamos o se salieron hay que limar un poco las terminales de la batería para que el estaño agarre.
Soldamos un cable de color para el positivo y uno negro para el negativo y los dejamos sueltos.
Pack de baterías mostrando la soldadura entre baterías
Unimos el negativo interno del protector al negativo de la batería. Protegemos la unión con termocontraíble.
Elegimos un conector mólex pinchudo de los que se usan en los gabinetes de computadoras de escritorio. Los mólex hoyudos, que son los más comunes, los usamos para los módulos que van conectados a la batería.
Atención: No usamos términos biologicistas para referirnos a los tipos de conectores, pero como siguen existiendo, decimos _pinchudo_ y _hoyudo_. Si se les ocurren otros términos son bienvenidos :)
Como los mólex tienen cuatro pines y vamos a usar solo dos, elegimos el par rojo-negro y cancelamos el par amarillo-negro cortándolos al ras. Usamos estos conectores porque los comprados son difíciles de armar, necesitan herramientas especiales y caras y manualmente nunca quedan bien. Si se les ocurren conectores reciclados de algún dispositivo/cable fácilmente conseguibles (por ejemplo, no los USB porque los hoyudos son más difíciles), ¡avisen!
Entonces, soldamos el cable positivo del pack de baterías al rojo del mólex y el negativo al negativo externo del protector. Para que quede prolijo, usamos tubitos termocontraíbles. El proceso es:
Cortar 3 tubitos de termocontraíble de 1-2cm y pasarlos por los cables antes de soldar.
Pelar los cables del pack y del protector, medio centrímetro al menos.
Cortar el par amarillo y negro del mólex pinchudo al ras para cancelarlos
Cortar el par rojo y negro del mólex pinchudo al menos a 3cm y pelarlos
Para unir los cables antes de soldarlos, abrimos los hilos de cobre como los dedos de una mano, los entrelazamos con el color que corresponda y giramos para que queden agarrados. Luego pintamos con estaño para que queden fijos. Dar un tironcito a cada uno para probar que hayan quedado bien unidos.
Unimos negativo de la batería con negativo interno del protector. Unimos el positivo del mólex con el positivo de la batería y el negativo con el negativo externo del protector.
Una vez soldados los cables, deslizar los termocontraíbles para cubrir las partes soldadas y con el borde de la soldadora (no la punta!) pasar suavemente por el termocontraíble para que se contraiga. Si el termocontraíble es muy fino, puede ser que se haya contraído mientras soldábamos los cables :/
¡Ya está listo el pack de baterías! El pack tiene una salida igual al voltaje individual de las baterías (nominalmente 3.7V) y una intensidad de corriente combinada (nominalmente 1.5A * 3 baterías = 4.5A)
Luego se puede cubrir todo el pack con cinta aisladora, termocontraíble, film...
Pack de baterías 18650 con protección reciclada de batería de celular
Armar el módulo de carga
Módulo de carga terminado
Para armar el módulo de carga, seguir los mismos pasos para soldar cables a un conector mólex, pero esta vez en lugar de pinchudo es hoyudo. Usamos los hoyudos porque con menos comunes. Una vez terminado este paso, hay que soldar los cables a las terminales del módulo TP4056. Soldados el cable positivo (el rojo del mólex) a la terminal positiva del TP4056 y el negativo a la terminal negativa.
El módulo de carga permite cargar el pack de baterías utilizando un cargador común de celular. En nuestras pruebas, tarda 5 horas en terminar de cargar. Tiene un LED rojo para indicar que está cargando y uno verde para indicar que la carga está completa.
Armar el módulo de descarga
Hacemos los mismos pasos que el módulo de carga, con mólex pinchudo incluso, en el módulo Booster DC 5V. Este módulo permite cargar un celular o una Raspberry, aunque el voltaje de salida es de 5V y la potencia baja de 4.5A a 0.6A (600mA), con lo que una Raspberry puede estar muy justa para alimentarse.
Armar el módulo de descarga regulable
Módulo de descarga terminado, con jack de 2.1mm
Como el módulo booster 5V es bastante limitado (¡aunque tiene un conector USB hoyudo!) en cuanto a potencia y voltaje y además un poco caro en comparación a otros módulos, usamos un módulo step-up MT3608 que permite un voltaje de entrada de 3.7V y es capaz de elevarlo hasta 28V. Además, puede entregar 2A, con lo que podemos alimentar dispositivos que necesiten más potencia.
Para la parte de entrada, marcadas en el módulo como VIN+ y VIN- (entrada positiva y negativa), repetimos los pasos para el módulo de descarga y de carga normal.
Para la parte de salida, marcadas como VOUT+ y VOUT-, volvemos a usar un mólex pinchudo y lo soldamos como en el pack de baterías.
Con esto podemos armar conectores de descarga usando un mólex hoyudo y el conector que queramos, por ejemplo un plug de 2.1mm para alimentar routers TP-Link, un conector mini-USB pinchudo para alimentar Raspberries, etc.
¡Es importante tener cuidado con el voltaje o podemos quemar las dispositivas! Para alimentar un router usando el módulo jack 2.1mm, hay que regular el MT3608 en 9V o 12V, según lo que diga la etiqueta. Para una Raspberry, hay que regularlo en 5.1V. Las tiras de LED suelen funcionar en 12V.
Regular el módulo MT3608
Regulando el módulo de descarga basado en MT3608
Con un destornillador plano chiquito y un téster podemos regular el MT3608.
Conectar la batería al módulo para alimentarle voltaje
Medir voltaje con el téster en las terminales VOUT del módulo. Hay que tener cuidado con las puntas del téster porque si las cruzamos con otro componente lo podemos quemar.
Con el destornillador ir girando el tornillito del cubo azul del módulo hasta que logramos el voltaje que queremos (es una resistencia regulable). A veces toma muchas vueltas en empezar a regular, hay que tenerle paciencia.
Podemos escribirle el voltaje con un marcador indeleble aunque siempre conviene testear antes de usarlo por si se mueve solo (o alguien lo movió y no avisó ¬¬)
Proteger el pack y los módulos
Módulo de descarga regulable protegico con cajita de pastillas
Para proteger el pack y los módulos podemos usar:
Tuppers chiquitos para el pack
Cajitas de tictac para los módulos (aunque no son muy resistentes, tienen una puertita para sacar los cables)
Carcazas recicladas de viejas dispositivas ya difuntas
...
Cajitas de cartón (?) o MDF.
Probando la carga de la URSS URSS completa alimentando un router
